BFRP加固损伤混凝土梁挠度计算方法

为了准确计算玄武岩纤维增强复合材料(BFRP) 加固损伤混凝土梁的挠度, 为BFRP加固损伤混凝土梁的设计与施工提供理论依据, 按照配筋率不同设计了11片试验梁进行试验, 每组试验梁设置不同的BFRP布加固量与加载方法。计算了各试验梁的荷载-挠度曲线, 分析了未加固梁、1层BFRP布加固梁、2层BFRP布加固梁在不同初始荷载下的挠度变化规律。给出了BFRP加固损伤混凝土梁跨中挠度的计算公式, 对比了挠度计算值与实测值。分析结果表明: BFRP加固混凝土梁的挠度受初始荷载和加固量的影响, 有初始荷载的加固梁挠度较无初始荷载的加固梁挠度增大30%~4%, 2层BFRP布加固梁的挠度较1层加固梁的挠度增大19%~2%, 计算挠度时需考虑BFRP布滞后应变的影响; 挠度计算值与实测值的最大差值平均为7.26 mm, 初始荷载小与配筋率高的试验梁挠度计算值与实测值较为接近, 可以用于实际工程计算。     

碳纤维对混凝土梁抗剪加固的实验及理论研究

通过8根碳纤维布加固混凝土梁的抗剪实验，主要研究碳纤维布对混凝土梁抗剪的影响和作用。考察了碳纤维布加固方式、加固量、粘贴层数、剪跨比以及混凝土强度对加固效果的影响。最后提出碳纤维布加固混凝土梁抗剪承载力的理论计算公式。     

碳纤维加固预应力钢筋混凝梁抗弯试验研究

为进一步了解加固预应力梁的受力性能,通过试验研究了碳纤维布加固预应力钢筋混凝土梁的抗弯性能,量测了各试验梁的钢筋、碳纤维和跨中截面混凝土表面的应变、梁的变形曲线、裂缝的形态和发展及正截面受弯破坏形态等;得出了试验梁的跨中荷载-挠度曲线,并且对试验结果进行了分析.试验结果表明,粘贴碳纤维布可以明显提高梁抗弯承载力,粘贴一、两层纤维布的完好梁承载力提高幅度分别为44.73%和55.81%;初始微裂缝对碳纤维布加固预应力混凝土梁的影响较小.     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过玄武岩纤维布加固损伤钢筋混凝土梁对比试验,详细分析了在锚固方式和锚固数量相同的情况下,玄武岩纤维布粘贴层数对钢筋混凝土梁极限承载力、刚度、破坏形态和裂缝发展情况的影响。体现了玄武岩纤维布加固技术在钢筋混凝土桥梁工程中的良好应用前景以及研究的重要意义。     

GFRP筋混凝土梁抗剪承载力影响因素

为深入研究玻璃纤维(GFRP)筋混凝土梁的抗剪性能,通过57根混凝土梁的试验,对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响因素进行了研究.重点分析了箍筋和剪跨比对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响;在配筋率、几何尺寸、混凝土强度和剪跨比相同的条件下,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的抗剪承载力进行对比分析,探讨了GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数与剪跨比的关系.结果表明:箍筋能使GFRP筋混凝土梁的初裂抗剪强度提高7.4%~30.0%;GFRP筋混凝土梁达到极限承载力时,箍筋的最大应力远小于其抗拉强度,验明了有效应变控制抗剪能力的正确性;随剪跨比减小,GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力先增大,后减小;GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数随剪跨比减小而增大.     

铺装补强加固空心板梁受剪性能试验研究

以2片服役20年的先张法预应力混凝土空心板梁为试验研究对象,分析了未加固梁与铺装补强加固梁的破坏过程、破坏模式、抗裂性能和承载力。结果表明:未加固梁的破坏模式为受剪破坏,梁端钢绞线发生滑移现象,剪压区梁顶混凝土被压碎;铺装补强加固梁的破坏模式为受剪破坏,预应力钢绞线断裂,剪压区梁顶混凝土被压碎;铺装补强加固法增加了梁体截面受力高度,提高了梁体刚度,限制了梁体裂缝发展;铺装补强加固法可有效提高结构的开裂荷载和抗剪承载力,开裂荷载与未加固梁相比提高了7. 7%,抗剪承载力与未加固梁相比提高了12. 4%。     

表层嵌入混合FRP筋的连续梁弯曲性能与影响因素

通过4根表层内嵌入不同FRP筋加固连续梁试件的静载试验, 研究了试验梁的弯曲性能, 借助通用有限元分析软件分析了影响试验梁承载力的混凝土强度、初始荷载、FRP筋弹性模量与配纤率等因素。分析结果表明: FRP筋与混凝土之间未发生剥离破坏, 加固效果显著; 与未加固梁相比, 加固梁屈服荷载与极限荷载提高幅度分别可达31%、56%;随着混凝土强度、FRP筋弹性模量与含纤率的提高, 加固梁屈服荷载与极限荷载提高幅度分别可达38%、17%;随着初始荷载的增大, 加固梁屈服荷载与极限荷载降低幅度分别可达6%和24%;试验梁屈服荷载模拟值与试验值的平均比值为0.969, 极限荷载模拟值与试验值的平均比值为0.962, 钢筋屈服时跨中挠度模拟值与试验值的平均比值为1.104, 梁破坏时跨中挠度模拟值与试验值的平均比值为1.024, 荷载-挠度模拟曲线与试验曲线走势基本一致, 这说明有限元分析结果与试验结果吻合较好, 有限元法可以较好模拟试验梁的力学性能。     

HB-FRP加固混凝土梁研究综述

为总结混合粘贴纤维复合材料(HB-FRP)加固方法的研究成果, 推动其在混凝土梁维修加固领域的更广泛应用, 调研了HB-FRP加固法的研究现状, 揭示了外贴HB-FRP在外荷载和环境侵蚀下容易发生剥离的问题; 阐述了HB-FRP抑制FRP加固后剥离的工作机理, 分析了HB-FRP加固体系的构造特征及其对界面黏结力的影响; 总结了已有黏结-滑移模型和剥离荷载模型, 研究了加固梁的抗弯和抗剪性能; 分析了当前工作的不足, 并展望了下一步的研究方向和思路。分析结果表明: 外荷载和环境侵蚀均可能引起FRP剥离, HB-FRP加固同时发挥了化学黏结、摩擦和销栓作用, 有效地抑制了FRP剥离; 目前几种HB-FRP黏结-滑移关系的主要区别为达到界面黏结强度时FRP是否会发生稳定的滑移; 黏结界面极限剥离荷载取决于其黏结-滑移关系; HB-FRP加固可用于正截面抗弯和斜截面抗剪, 加固梁承载力和加固效率可得到大幅提高; 增加FRP配置率和钢扣件数量能有效提高加固梁的抗弯能力, 钢扣件间距对加固梁承载力的影响和加固设计准则还不明确, 裂缝和外荷载对加固梁的剥离荷载、材料利用率和破坏模式影响显著; 加固梁抗剪强度的增加主要来自FRP和混凝土提供的剪力, 而箍筋的影响较弱; 增加FRP加固量和减小条带间距能显著提高加固梁的抗剪承载力; 后续应继续研究HB-FRP加固设计理论, 提出考虑材料与构造特征的黏结特性计算模型和基于界面剪力的HB-FRP钢扣件间距设计方法, 进而建立HB-FRP加固混凝土梁的优化抗弯、抗剪设计方法和设计公式。     

CFRP加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析

对四根碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯试验,应用ANSYS进行了非线性分析.考虑混凝土的材料非线性行为,详细地探讨了混凝土、钢筋和纤维布的本构关系、单元特性以及有限元模型的建立.将ANSYS计算值与试验值进行比较,分析结果表明, 在构件的其他加固条件相同时,随着贴布层数的增加,加固构件承载力明显增加,但并不成线性关系;经碳纤维布加固的梁,粘贴在试件底部的碳纤维布限制了受拉区裂缝的向上扩展,裂缝数量多于未加固前,且间距小于未加固的梁;纤维布应变分布规律是从端部到加载点区域,应变一直比较平滑的上升,至加载点位置后,上升速度开始加快,跨中纤维布应变达到最大值.文章最后给出了应用ANSYS进行钢筋混凝土结构非线性分析的一些结论和建议.     

CFRP加固不同损伤度RC连续梁抗弯性能试验研究

用碳纤维布对9根相同尺寸的钢筋混凝土连续梁做了增强处理,通过改变连续梁的损伤度、碳纤维布的粘贴位置及层数等参数,研究碳纤维布对于钢筋混凝土连续梁抗弯性能的影响.试验结果表明：碳纤维布加固可以显著提高试验梁的抗弯承载力,对增强梁的抗弯刚度也有明显提高;试验梁的损伤越大,其承载力提高幅度越小,对于损伤较大的试验梁,在二次加载初期,碳纤维布加固并不能有效抑制初始裂缝的开展;增加碳纤维布的用量,可以进一步提高梁的抗弯承载力,但增强幅度降低.     

高强钢绞线网抗弯加固RC梁剥离承载力计算

为分析高强不锈钢绞线网加固的钢筋混凝土梁抗弯剥离破坏, 以加固梁端部锚固区域的剥离破坏为研究对象, 以8根钢筋混凝土加固梁端部锚固试验为基础, 对计算FRP加固梁和粘贴钢板加固梁端部剥离破坏的Smith和Teng模型进行修正, 建立适合高强钢绞线网加固技术的端部剥离承载力计算模型。以加固梁中部的剥离破坏为研究对象, 取加固梁跨中部位两弯曲裂缝之间的部分为计算单元, 分析钢绞线网的受力状态, 建立加固梁中部剥离破坏的粘结剪应力和剥离正应力计算模型, 提出中部剥离破坏准则, 并对所建立的模型进行了验证。研究结果表明: 端部剥离承载力计算模型上限值取0.57, 与试验相符; 中部剥离承载力模型计算值与试验值仅相差3.77%, 计算模型可行。     

体外预应力加固钢筋混凝土空心板的试验研究

体外预应力加固技术施工方便、经济可靠,能有效地提高现有桥梁承载能力、改善结构性能,因而在既有加固梁桥中应用较多,但应用到钢筋混凝土空心板桥中还很少,因此其适用性还有待研究.在完成2片1∶1足尺空心板的制作、加固前后测试的基础上,对比分析了普通钢筋混凝土空心板用纵向体外预应力技术加固增强前后的挠度、应变、裂缝开展情况和极...     

预应力混杂碳/玻璃（C/G）纤维布加固RC梁的应力重分布

基于实体退化单元, 对钢筋混凝土(RC) 梁和混杂碳/玻璃(C/G) 纤维布采用分层壳元模型, 对纵向受力钢筋采用组合壳元模型, 模拟了混杂C/G纤维布的预应力作用, 建立了预应力混杂C/G纤维布加固RC梁的非线性层壳组合单元模型, 采用弥散裂缝模式、Ottosen屈服准则和Hinton压碎准则描述了加固梁的开裂、屈服和压碎的材料非线性效应, 分析了破坏全过程中加固梁挠度变化规律、刚度折减规律、极限承载力与混杂C/G纤维布应力重分布。计算结果表明: 非线性层壳组合单元分析方法可靠, 加固梁的特征荷载计算值与试验值的相对误差不超过10%, 且非线性层壳组合单元具有较好的收敛性和数值稳定性; 在加固梁达到开裂荷载前, 混杂C/G纤维布的应力重分布系数变化较小, 开裂荷载时为1.3, 其后应力重分布系数逐渐增大, 屈服荷载时为4.1, 极限荷载时为14.8;采用普通C/G纤维布加固时, 纤维布高强性能未充分发挥, 利用率约为83%, 采用预应力C/G纤维布能改善梁的结构体系, 能使得材料充分发挥作用, 利用率超过90%。     

Flexural experimental study on continuous reinforced concrete beams strengthened with basalt fiber reinforced polymer/plastic

This paper discusses a new fibrous composite known as continuous basalt fiber reinforced polymer/plastic (BFRP). Compared with other fiber reinforced polymer/plastic, BFRP has many advantages, such as ductility, high thermal resistance, corrosion resistance and economic cost. To test mechanical properties and failure modes of flexural members strengthened with BFRP, flexural experiment is conducted on four two-span T-section continuous beams strengthened with BFRP and one un-strengthened comparative beam. The experimental result shows that the strengthened beams perform remarkably in terms of yield strength, ultimate strength and ductility. BFRP has good prospects in retrofitting and strengthening of concrete structures which require good ductility and corrosion resistance.     

R-UHPC梁的抗剪承载力计算方法

收集了大量的配筋超高性能混凝土(R-UHPC) 梁抗剪承载力的试验数据, 分析了现有抗剪承载力计算方法, 研究了R-UHPC梁的抗剪机理, 考虑了UHPC的抗拉作用, 提出了基于桁架-拱模型的R-UHPC梁抗剪承载力计算方法, 并比较了计算结果与试验结果。比较结果表明: 在现有的计算方法中, 采用基于统计分析方法的承载力计算值与试验值的平均比值为0.92, 比值的标准差为0.23, 比值的相关性系数为0.78, 比值的可靠性系数为0.877, 该方法因回归数据有限, 精度不高; 对于基于一般桁架模型的梁抗剪承载力计算方法, 法国UHPC指南AFGC抗剪承载力计算值与试验值的平均比值为0.90, 比值的标准差为0.18, 比值的相关性系数为0.80, 比值的可靠性系数为0.891, 计算精度较日本UHPC标准JSCE和瑞士标准SIA较高; 在AFGC指南基础上, 考虑了纵筋影响, 抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.93, 比值的标准差为0.23, 比值的相关性系数为0.75, 比值的可靠性系数为0.858, 与AFGC计算结果相比离散性较大; 采用基于桁架-拱模型的抗剪承载力计算方法的抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.76, 比值的标准差为0.26, 比值的相关性系数为0.62, 比值的可靠性系数为0.768, 因直接套用钢筋(普通) 混凝土梁的抗剪承载力计算方法且不计UHPC的抗拉作用, 计算结果过于保守, 且可靠性最差; 采用提出的抗剪承载力计算方法的计算值与试验值的平均比值为0.94, 比值的标准差为0.21, 比值的相关性系数为0.80, 比值的可靠性系数为0.885, 与现有计算方法相比, 本文提出计算方法精度较高, 离散性小。     

FRP布加固RC梁弯曲疲劳性能研究现状与建议

FRP作为一种新兴材料,其在实际结构疲劳加固中的应用随着价格的降低而飞速发展。主要介绍了国内外关于不同 FRP布加固钢筋混凝土梁弯曲疲劳性能的试验研究与理论分析,结合课题组进行的玄武岩纤维布（BFRP）加固 RC梁试验情况,为今后FRP布加固RC梁弯曲疲劳性能的研究方向提出几点建议,有利于该学科的发展。     

玄武岩纤维增强锚杆加固混合土室内拉拔试验研究

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好,将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题,在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景.本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象,通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响,并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析.研究结果表明：混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏,BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致,实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆;BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式,弹性临界荷载为极限荷载的20%～28%,试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系;灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布,同时使锚固段前部的应力集中程度降低;混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低,直径从90 mm增大为110 mm,界面强度降低约8%.     

预应力钢-砼组合连续箱梁的设计

基于三跨预应力钢-砼组合连续梁的整体设计,有关桥面板、预拱度、加劲肋和横梁、剪力连接件设计的介绍,以及对剪力连接件抗剪承载力的计算,可为类似结构的成功建设提供借鉴。